JP4458224B2

JP4458224B2 - ボールねじ装置

Info

Publication number: JP4458224B2
Application number: JP2003042089A
Authority: JP
Inventors: 功雄臼杵; 昌弘井上; 久康村上
Original assignee: Daihatsu Motor Co Ltd; JTEKT Corp
Current assignee: Daihatsu Motor Co Ltd; JTEKT Corp
Priority date: 2003-02-20
Filing date: 2003-02-20
Publication date: 2010-04-28
Anticipated expiration: 2023-02-20
Also published as: JP2004251367A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、樹脂製歯車およびボールねじ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のボールねじ装置には、図５に示すように、ねじ軸５０と、このねじ軸５０の径方向外方に配置されるナット部材５１と、ねじ軸５０の外周面およびナット部材５１の内周面に形成されたねじ溝５２，５３を軌道面として転動する複数個のボール５４と、ナット部材５１の外周面に設けられた樹脂製歯車５５とを備えたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このようなボールねじ装置では、ねじ軸５０を非回転に支持しておき、不図示の回転動力源から樹脂製歯車５５に駆動力を伝達すると、ナット部材５１が軸心回りに回転しながら軸方向に移動し、ボールねじ装置全体が軸方向に伸縮する。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−２５７２０８号（第４頁，第２図）
【０００５】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ボールねじ装置に関する。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明のボールねじ装置は、ねじ軸およびこのねじ軸に同心に配置されるナット部材が設けられ、前記ねじ軸の外周面、およびナット部材の内周面のそれぞれにねじ溝が形成され、これらねじ溝間に複数個のボールが転動自在に配置され、前記ナット部材に回転駆動力を伝達するための樹脂製歯車が設けられ、該樹脂製歯車の回転に伴なって前記ナット部材とねじ軸との間でトルクを推力に変換させ、あるいは推力をトルクに変換させるようにしたボールねじ装置であって、前記樹脂製歯車は、環状に形成された本体部と、該本体部の外周面に一体に形成されて駆動歯車に噛合する歯部とを含み、前記本体部の内周面に、前記ナット部材の軸方向端部に軸方向に突出するよう形成された複数個の被係合突起に周方向で係合する複数個の係合突起が形成されており、前記樹脂歯車に内嵌する軸受装置が設けられ、前記樹脂製歯車の前記係合突起は、前記ナット部材の前記被係合突起とともに、各係合突起と各被係合突起の側面どうしが周方向で接触した状態で、前記軸受装置の外輪部材の外周面の軸方向一方側に該外輪部材の軸方向他方側外周面よりも小径に形成された小径環状面に、軸方向一方側から圧入されている。
【００１０】
上記のように、樹脂製歯車の本体部の内周面に、ナット部材の軸方向端部に軸方向に突出するよう形成された複数個の被係合突起に周方向で係合する複数個の係合突起を形成したことによれば、樹脂製歯車の回転駆動力をナット部材に伝達するための別部材が不要となるため、製造コストの低減を図り得る。
【００１２】
上記構成のように、樹脂製歯車の本体部の内周面に形成した係合突起とナット部材の軸方向端部に軸方向に突出するよう形成した被係合突起との周方向の係合部位が、軸受装置の外輪部材上で確保され、樹脂製歯車の回転駆動力をナット部材に確実に伝達することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態に係る樹脂製歯車を、ボールねじ装置に付設した例を、図面に基づいて説明する。
【００１４】
図１はボールねじ装置の概略構成を示す断面図、図２は分解断面図、図３は分解斜視図、図４は要部斜視図である。
【００１５】
この実施形態におけるボールねじ装置１は、筒状のねじ軸３と、このねじ軸３の径方向外方に配置された筒状のナット部材２と、ねじ軸３とナット部材２との間に設けられる複数個のボール１１と、ナット部材２に回転駆動力を伝達するための樹脂製歯車（以下単に「歯車」という）４と、単列玉軸受５とを備えている。歯車４とナット部材２とは、単列玉軸受５を介してそれぞれ同心に組込まれている。
【００１６】
単列玉軸受５は、外輪部材１５と、内輪部材３０と、これら内外輪部材１５，３０間に転動自在に配設される玉３２と、玉３２を円周方向等配位置に保持する保持器３４と、外輪部材１５と内輪部材３０との間の環状空間を密封するシール部材６とから構成されている。
【００１７】
外輪部材１５の外周面は、大径環状面１６と、この大径環状面１６より所定径だけ小さい小径環状面３１とを有する。大径環状面１６と小径環状面３１は、径方向に沿う段付面３３を介して連続している。
【００１８】
ねじ軸３の外周面に、互いに平行でそれぞれ独立の閉ループとなって所定のリード角を有する二条の第一ねじ溝７Ａ，７Ｂが形成されている。これら第一ねじ溝７Ａ，７Ｂは、これらに嵌合する複数個のボール１１をそれぞれ独立して転動循環させる機能を有する。ねじ軸３の軸方向途中内周面に、径方向内方に突出する環状の補強部８が形成されている。単列玉軸受５の内輪部材３０およびねじ軸３の補強部８に渡すように、不図示の軸体が挿通支持されている。
【００１９】
ナット部材２の内周面に一条の第二ねじ溝９が形成されている。第一ねじ溝７Ａ，７Ｂと第二ねじ溝９それぞれの壁面を軌道面として前記複数個のボール１１が転動自在に設けられている。
【００２０】
歯車４は単品として成型されるもので、これを形成する樹脂材料として、例えば、ポリアミド系樹脂（６ナイロン、１１ナイロン、１２ナイロン、４６ナイロン、６６ナイロン、６Ｔナイロン、９Ｔナイロン、６１０ナイロン、６１２ナイロンなどの脂肪族ナイロン、芳香族ナイロンＭＸＤ−６など）、オレフィン系樹脂、フッ素樹脂、スチレン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリアセタール系樹脂、ポリフェニレンエーテル系樹脂、ポリフェニレンスルフィド系樹脂、ポリスルホン系樹脂、ポリスルホンエーテル系樹脂、ポリフタルアミド系樹脂などである。
【００２１】
上記樹脂材料に補強繊維や固体潤滑剤が含まれていてもよい。補強繊維としては、無機繊維（ガラス繊維、炭素繊維、金属繊維、チタン酸カリウム、チタン酸バリウム、アルミナ繊維、シリカ繊維、炭化ケイ素繊維、窒化ケイ素繊維等）、先進強化プラスチックや、有機繊維（アラミド繊維等）などである。
【００２２】
歯車４は、環状に形成された本体部２４と、この本体部２４の外周部に一体に形成されて不図示の駆動歯車に噛合する歯部２３とを有する。本体部２４は円筒状の基部２４Ａと、この基部２４Ａから径方向外方に突出する環状部２４Ｂとから断面略Ｔ字形に形成されている。環状部２４Ｂの側面に、歯車４全体を軽量化するための肉抜き凹部２５が、周方向に等配間隔で多数個形成されている。本体部２４の内周面の軸方向一方側に、複数個の係合突起３５が一体的に形成されている。
【００２３】
この実施の形態において、これら係合突起３５は、円周方向等配間隔に１２個形成されている。各係合突起３５の軸方向幅ｄ１は、前記小径環状面３１の軸方向幅ｄ２に等しく形成されている。各係合突起３５の径方向高さｈ１は、前記段付面３３の高さｈ２とほぼ等しい高さに形成されている。各係合突起３５の内周面を連続させた仮想円の直径は、小径環状面３１の直径に比べてわずかに小さく設定されている。
【００２４】
ナット部材２の軸方向他側端部に、軸方向にさらに突出する複数個の被係合突起１４がナット部材２の筒状部分に一体的に形成されている。これら被係合突起１４は、２個の係合突起３５，３５間に周方向の隙間なく挿入されるよう、各係合突起３５および被係合突起１４の周方向側面どうしが周方向で係合する。従って係合突起１４は、ナット部材２に係合突起３５と同数、すなわち１２個形成されている。
【００２５】
各被係合突起１４の軸方向幅ｄ３は、前記小径環状面３１の軸方向幅に等しく形成されている。各被係合突起１４の径方向高さｈ３は、前記段付面３３の高さｈ２とほぼ等しい高さに形成されている。各被係合突起１４の内周面を連続させた仮想円の直径は、小径環状面３１の直径に比べてわずかに小さく設定されている。
【００２６】
ところで、単列玉軸受５、歯車４、ナット部材２を組付ける際には、次のようにして行う。すなわち、単列玉軸受５、歯車４、ナット部材２においては、歯車４を中心に、軸方向一方側にナット部材２を配置し、軸方向他方側に、小径環状面３１が歯車４側に位置するように単列玉軸受５を保持する。
【００２７】
このように各部品を配置して、単列玉軸受５を、その大径環状面１６が歯車４の中心穴４Ａに圧入されるように組付ける。各係合突起３５の内周面を連続させた仮想円の直径は、小径環状面３１の直径に比べてわずかに小さく形成されているため、小径環状面３１は各係合突起３５に圧入される。なお、単列玉軸受５は、その外輪部材１５の段付面３３が各係合突起３５の端面３５ａに当接する位置まで歯車４の中心穴４Ａに押込む。
【００２８】
ナット部材２を歯車４に組込む際は、各被係合突起１４が係合突起３５間に位置するよう周方向で位置決めし、軸方向一方側から挿入する。そうすると、各被係合突起１４が係合突起３５間に挿入されるとともに、各被係合突起１４の内周面を連続させた仮想円の直径は、小径環状面３１の直径に比べてわずかに小さく設定されているため、小径環状面３１は各被係合突起１４に圧入され、また各被係合突起１４と各係合突起３５の側面どうしが周方向で接触する。なお、ナット部材４は、各被係合突起１４の端面１４ａが外輪部材１５の段付面３３に当接するようにする。
【００２９】
このようにすることにより、歯車４、単列玉軸受５の外輪部材３０およびナット部材２が一体的に軸心回りに回転可能となる。換言すれば、歯車４に回転駆動力が働くと、各被係合突起１４と各係合突起３５の側面どうしが周方向で接触した状態で、回転駆動力がナット部材２に伝達され、ナット部材２が回転する。
【００３０】
例えば、ねじ軸３を非回転に支持しておき、歯車４を軸心回りに回転させると、歯車４に回転一体に設けられているナット部材２が軸心回りに回転するとともに、その回転方向に応じてナット部材２が軸方向に移動し、ボールねじ装置１の軸方向長さが変化（伸縮）する。これにより、この実施の形態のボールねじ装置１では、ナット部材２とねじ軸３との間でトルクを推力に変換させ、あるいは推力をトルクに変換させる。
【００３１】
このように、本発明の実施形態によれば、歯車４は、外輪部材１５あるいはナット部材２の外周面に射出成型するものではなく、単品を形成するものであるため、射出成型する場合に比べて製造コストの低減を図り得る。
【００３２】
また、従来ボールねじ装置では、歯車４の駆動力をナット部材２に伝達するために、歯車４あるいはナット部材２とは別部材となるブラケットを設けて行う場合があった。しかしこの実施の形態では、歯車４そのものあるいはナット部材２そのものに係合突起３５あるいは被係合突起１４を形成するため、歯車４の回転駆動力をナット部材２に伝達するための別部材が不要になる。従って、従来のボールねじ装置に比べて、いっそう製造コストを低減することができる。
【００３３】
【発明の効果】
以上の説明から明らかな通り、本発明の樹脂製歯車を用いたボールねじ装置によれば、樹脂を射出成型することなく単品の成型品として用い、かつ回転駆動力をナット部材に伝達するための別部材が不要となるため、製造コストの低減を図り得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示すボールねじ装置の概略構成を示す断面図である。
【図２】同じく分解断面図である。
【図３】同じく分解斜視図である。
【図４】同じく要部が表された斜視図である。
【図５】従来のボールねじ装置の概略構成を示す断面図である。
【符号の説明】
１ボールねじ装置
２ナット部材
３ねじ軸
４歯車
５単列玉軸受
１１ボール
１４被係合突起
１４ａ被係合突起の端面
１５外輪部材
１６大径環状面
２３歯部
２４本体部
２４Ａ基部
２４Ｂ環状部
３０内輪部材
３１小径環状面
３３段付面
３５係合突起

Claims

ねじ軸およびこのねじ軸に同心に配置されるナット部材が設けられ、前記ねじ軸の外周面、およびナット部材の内周面のそれぞれにねじ溝が形成され、これらねじ溝間に複数個のボールが転動自在に配置され、前記ナット部材に回転駆動力を伝達するための樹脂製歯車が設けられ、該樹脂製歯車の回転に伴なって前記ナット部材とねじ軸との間でトルクを推力に変換させ、あるいは推力をトルクに変換させるようにしたボールねじ装置であって、
前記樹脂製歯車は、環状に形成された本体部と、該本体部の外周面に一体に形成されて駆動歯車に噛合する歯部とを含み、前記本体部の内周面に、前記ナット部材の軸方向端部に軸方向に突出するよう形成された複数個の被係合突起に周方向で係合する複数個の係合突起が形成されており、
前記樹脂歯車に内嵌する軸受装置が設けられ、前記樹脂製歯車の前記係合突起は、前記ナット部材の前記被係合突起とともに、各係合突起と各被係合突起の側面どうしが周方向で接触した状態で、前記軸受装置の外輪部材の外周面の軸方向一方側に該外輪部材の軸方向他方側外周面よりも小径に形成された小径環状面に、軸方向一方側から圧入されている、ことを特徴とするボールねじ装置。